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摘要：建筑工程施工结构主要由支撑体系、支撑楼板体系组成。由于施工不当，可能会导致结构倒塌和损坏，科学合理的施工方案，按照规范标准进行施工是避免结构出现破坏的核心部分。利用信息化技术对建筑进行现场跟踪试验，建立健全脚手架工作的早期预警系统。对于探索建筑施工荷载传递规律，建立脚手架工程信息化项目，是十分有意义的。
关键词：施工结构；测试；脚手架；信息化
0引言
在高层建筑施工过程中，新混凝土楼板的荷载基本由支持体系（包括支撑、二次支撑）、与支撑体系相连接的支撑楼板共同承担，形成建筑结构施工体系，如果在施工中，不能够正确设置支持体系，造成支撑系统出现严重超载，很可能直接造成整个施工结构坍塌破坏，导致事故发生的重要原因通常是施工前制定的支护施工方案没有将施工荷载和荷载传递考虑在内。目前脚手架工程施工中由于缺乏成熟、系统性的设计理论，建设标准十分笼统，施工过程中会出现较多不确定影响因素，以及施工检测手段不够完整，在施工中只依靠以往的施工经验，定性的施工水平很难提高，特别是在超高模板脚手架工程、重大跨度框架梁施工中，建筑工程施工结构的安全性问题有待解决。
最近几年，在超高模板脚手架项目的建设施工中，大胆采用信息化施工手段，通过精确的传感器，红外线水准仪以及百分表等设备，现场跟踪测试现脚手架工况的工作情况，并通过反馈的荷载、位移变化数据等有效信息，对建筑施工安全进行监控，形成脚手架工作的早期预警系统，通过实际工程验证，应用的设计理论十分有效，达到了良好的实践效果。为探索工程施工荷载传递规律，建立脚手架工程信息系统提供了有力的支持。
1脚手架概况
以一高层框剪结构工程为例，其拥有3层空中连廊，下部设计地下室连廊，楼面层高依次是18.860m、24.260m、29.650m，在楼面位置设有两道预应力主梁，500mm×1200mm截面、23m跨。
连廊结构模板支撑在施工工程中的特点如下：
（1）该支撑底层支模架高度约20m，南面、北面没有结构支撑，对于支撑的稳定性有较高的要求。
（2）在整体支撑结构汇总，预应力梁下的支架所承受的自身荷载较大，尤其施工层上部结构未进行拆除时，上层所包含的浇筑梁板混凝土、张拉预应力筋等施工荷载会由上向下传递，高架支撑逐渐增加荷载；与此同时，地下室二次支撑拆除后，施工荷载由下向上传递，高架支撑荷载增加，对于底层支架的承载能力以及稳定性能提出了更高的要求。
（3）底层高架支撑设置在地下室顶板上，因为上部三层施工荷载不断向下传递，地下室顶板的荷载加载后的稳定性问题也十分突出。
（4）因施工工期和材料周转的限值，在保证建筑结构安全的前提下，适当配备合理的支撑层数。
2施工结构的设计
经过研究确定，采用分层浇筑的施工技术，从下向上顺向张拉，需要设置两层支撑结构，运用“刚性法”支持设计理论，对一层、二层进行支撑。考虑因浇注梁板混凝土而产生竖向荷载的向下传递，以及因拆模或顺向张拉预应力而产生的竖向施工荷载的向上传递情况，模板支撑的设计过程略。
大梁下钢管排架主要由3根立杆构造组成，横向的距离间隔是40cm，纵向的距离间隔是50cm，如下图1所示是大梁高架支撑构造。
图1大梁高架支撑构造
3测试目的
（1）对超高架的稳定性、承载力的动态跟踪与监测，计算采集预警支架的破坏事件，保证结构施工中支护的安全。
（2）对支护结构支撑层的承载力进行动态跟踪与监测，预警支座的承载危险状态和达到破坏的时间，以保证支承体系的安全性，满足结构的设计功能。
（3）施工检测后，需要及时对测试数据进行科学分析，修正调改上、下部支模架的施工方案，使得支撑结构的安全性、经济性以及施工进度有效结合。
（4）要参考规范标准，检验支模架相关设计参数是否满足标准，研究模板施工的规律，进而快速提升施工水平。
4测试方案
为了确保支架施工的安全性，下文将两道预应力大梁下的跨中立杆支撑作为研究对象，采用精准的拉压传感器和电阻应变片，当施工荷载突然发生巨大变化时，检测立杆荷载的大小，具体操作步骤如下：
（1）浇注连廊一层顶混凝土时，用电阻应变片测读一层顶第一道大梁下跨中10榀立杆排架共30根立杆的受压荷载；用精密拉压传感器测读一层顶第二道预应力大梁下跨中4根立杆排架共12根立杆；用传感器测读第二道大梁下地下室顶板梁跨中3榀二次支撑架共8根立杆；用红外线水准仪测读两道梁的竖向位移；用百分表测读地下室顶板两道被测梁的跨中竖向位移；
（2）在连廊二层顶进行混凝土浇筑时，继续检测阅读上述设置监测仪器，比如应变片、传感器水准仪以及百分表上的读书，进而了解当施工加载后，对结构和支模架产生的影响。
（3）当对地下室二次支撑进行拆除时，还要继续测读相关的监测仪器。
（4）对一层预应力筋进行张拉时，通过水准仪来测读该梁的起拱值。
5超高架测试分析结果
（1）通过对支撑系统信息的监控，有效地控制了施工的安全。在对一、二层进行混凝土施工阶段，选择最容易损坏的预应力混凝土梁下的超高立杆支撑和地下室顶板结构为支撑结构的首选监测对象，测得的最大支持和两支撑杆负荷总是小于1t，明显低于支撑钢管预估的极限承载力支持约2.5t，与此同时，测量地下室顶板梁，其最大挠度小于1mm，可以看出支撑钢管的受力、变形和钢筋混凝土结构都处在弹性阶段，具有良好的安全保障系统。
（2）超高架支撑方案安全性要求更高。大梁下的立杆间距控制在400mm，工作状态下最大负荷仅达到破坏荷载的1/3，显示立杆间距还有较大的余量，所以在对二、三层的支架施工时，因层高的降低幅度大，每榀立杆间距扩大到700mm，立杆的横向间距保持在400mm，达到最好的施工效果。
（3）现有的支架具有良好的搭设质量。每一个立杆的测试数据十分接近，波动范围小于30%，表明钢管框架具有良好的整体刚度，特别是超高架上竖向施工荷载的传递，通过多个水平杆与紧固件的平衡，立杆间距较小，承载力较平均。
（4）大梁下每榀立杆（3根）中的中间立杆的支撑形式最有效。中间立杆属轴心受力，所测荷载值大小偏心立杆，对这类杆件不应忽视其水平横拉杆的间距。
（5）用活动支撑搭设二次支撑架，能有效的减少模板和支撑之间的安装缝隙，提高二次支撑的效果，荷载测试值和理论计算值接近，活动支撑是用作二次支撑的良好材料。
（6）对于超高模板支承体系，既要考虑局部立杆的承载能力又要考虑整个支架的整体承载能力，轻视楼板支撑，轻视横拉杆、剪刀撑等构造措施，忽视扣件安装质量等做法都是危险的，因为支架的整体平衡作用将有可能寻找这些薄弱点，并予以击破，产生多米诺骨牌式的破坏。
6结束语
通过采用传感器和其他先进的电子或机械设备跟踪检测建筑工程施工，是传统施工水平向先进技术转变最为有效的方法，也是施工企业为了探索信息系统化施工建设的有益尝试，推动施工技术进步。工程实践表明，不仅提高了企业的科技创新能力，总结、积累了大量的施工经验，而且也培养出很多的专业技术人才，加强了企业的核心竞争力。
参考文献：
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